A.
Variabel Keadaan Sistem Termodinamika memusatkan
perhatiannya pada delapan besaran termodinamis atau koordinat sistem yang
terangkum dalam kalimat: “Good Physicists Have Study Under Very Fine Teachers”.
Good dengan huruf awal G, adalah lambang dari energi bebas Gibbs.
Physicists dengan huruf awal p, adalah lambang dari tekanan. Have dengan
huruf awal H, adalah lambang dari entalpi sistem. Study dengan huruf
awal S, adalah lambang dari entropi sistem. Under dengan huruf awal U,
adalah lambang dari energi-dalam sistem. Very dengan huruf awal V, adalah
lambang volume sistem. Fine dengan huruf awal F, adalah lambang dari
energi bebas Helmholtz. Terakhir kata Teachers dengan huruf awal T,
adalah lambang dari temperatur sistem. Delapan koordinat sistem ini merupakan
besaran-besaran makroskopis yang melukiskan keadaan kesetimbangan sistem. Oleh
karena itu, koordinat sistem sering disebut sebagai variabel keadaan sistem.
Sebagai
teladan. Suatu sistem
termodinamis terdiri atas N partikel gas. Dalam Termodinamika besaran
makroskopis yang menggambarkan sistem ini adalah tekanan gas (p), volume
gas (V), dan temperatur gas (T). Ketiga besaran ini dapat diamati
dan diukur secara langsung. Misalnya, tekanan gas diukur dengan menggunakan
barometer atau manometer. Volume gas diukur dengan menggunakan piknometer, dan
temperatur gas dapat diukur dengan termometer.
Eksperimen
menunjukkan, bahwa
tekanan gas (p), volume gas (V), dan temperatur gas (T)
mempunyai kaitan tertentu. Artinya, gas dapat diberi harga volume tertentu,
misalnya 2 liter. Kemudian gas dipanaskan sampai temperatur tertentu, misalnya
750C, ternyata tekanan gas sudah mempunyai harga yang pasti. Secara matematis,
antara p, V, dan T mempunyai hubungan fungsional: f (p, V, T)
= 0. Dari hubungan empiris ini dapat dibuat ramalanramalan tertentu. Misalnya
mengenai: koefisien muai gas, kapasitas kalor gas, energi-dalam gas, dan
koordinat sistem lainnya.
Perlu
diketahui, bahwa semua eksperimen menunjukkan: 1. apabila suatu sistem ada
dalam keadaan setimbang termodinamis, maka setiap koordinat dapat dinyatakan
sebagai fungsi dua koordinat lainnya. 2. hanya ada dua diantara kedelapan
koordinat sistem yang merupakan variabel bebas sistem. 3. dalam keadaan
setimbang termodinamis berlaku hubungan f (x, y, z) = 0.
Sebagai
teladan. Gas dengan
jumlah parrtikel sebesar N ada dalam bejana yang tidak bocor. Selama komposisi
gas tidak berubah, dalam arti tidak terjadi reaksi kimiawi yang dapat mengubah
jumlah partikel gas dan tidak terjadi peristiwa difusi; maka dalam eksperimen,
volume dan tekanan gas dapat diubah-ubah sesuai dengan kebutuhan. Ini berarti,
pada volume tertentu (V), gas dapat diberi temperatur (T) berapa
saja. Dapat pula, pada temperatur (T) tertentu, gas dapat diberi harga
volume (V) berapa saja. Hal ini mungkin, karena terdapat koordinat
ketiga yang menyesuaikan diri, yaitu: tekanan gas (p). Jadi, variabel
keadaan gas dapat dilukiskan dalam bentuk:
Bentuk
implisit f (p, V, T) = 0 menyatakan, bahwa antara variabel p, V,
dan T ada hubungan tertentu. Oleh karena itu, hanya dua variabel di
antara ketiga variabel bersifat bebas, sedangkan variabel yang ketiga merupakan
variabel tak bebas atau terikat. Bentuk eksplisit p = p (V, T)
menyatakan, bahwa variabel V dan T merupakan variabel bebas dan
variabel p merupakan variabel terikat. Bentuk eksplisit V = V (p,
T) menyatakan, bahwa variabel p dan T merupakan variabel
bebas dan variabel V merupakan variabel terikat. Demikian pula bentuk
eksplisit T = T (p, V) menyatakan, bahwa variabel p dan
V merupakan variabel bebas dan variabel T merupakan variabel
terikat. Hubungan ketiga besaran ini ditunjukkan dalam persamaan diferensial.
0 komentar:
Posting Komentar